Mädchen und Technik

Beschreibung:

Im Zuge des stetigen Ausbaus erneuerbarer Energien wie Solar- und Windkraft werden Speicher- und Transportkonzepte für die anfallenden Energien benötigt. Erneuerbarer Energien wie Solar- und Windkraft haben eine saisonale und regionale Abhängigkeit und stehen nicht zu jeder Zeit und an jedem Standort auf Abruf zur Verfügung. Aus diesem Grund müssen sie zum Zeitpunkt ihrer Erzeugung an Standort A gespeichert werden, um zum Zeitpunkt des Gebrauchs an Standort B verwendet werden zu können.

Ein Ansatz zur Speicherung von elektrischer Energie beispielsweise aus Windkraft ist die Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse. Der aus regenerativen Energien erzeugte Strom wird genutzt, um Wasser mit Hilfe eines Elektrolyseurs in die Energieträger Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Der gebildete Wasserstoff muss nun bis um Zeitpunkt des Gebrauchs gespeichert werden oder an den Ort des Gebrauchs transportiert werden. Da freier Wasserstoff aber leicht entzündbar und schwer speicherbar ist, werden LOHCs, sogenannte Liquid Organic Hydrogen Carrier (=flüssige, organische Wasserstoffträger) zur Hilfe gezogen.

Diese werden mit Wasserstoff beladen (Hydrierung) und ermöglichen eine sichere und einfache Speicherung bzw. einen sicheren Transport zum gewünschten Ort. Schliesslich wird der Wasserstoff am gewünschten Ort durch eine Dehydrierreaktion wieder aus dem LOHC freigesetzt und mit Hilfe einer Brennstoffzelle wieder Strom generiert.

Hierbei erfolgen der Beladungs- und Entladungsvorgang (Hydrierung und Dehydrierung) des LOHCs unter Katalysatornutzung.

Die Hydrier- und Dehydriervorgänge und erfolgversprechende Kombinationen aus LOHC und Katalysator werden am Lehrstuhl Chemische Reaktionstechnik untersucht und getestet.

Der Kurs "Energiespeicherung und -transport mit Hilfe von Wasserstoff und LOHC" soll einen Einblick in all diese genannten Vorgänge bieten und das Zusammenspiel einer Solarzelle, eines Elektrolyseurs, einer Dehydrieranlage und einer Brennstoffzelle zur Energiegewinnung aus regenerativen Energienquellen veranschaulichen. Hierfür steht ein Testaufbau in kleinem Labormaßstab zur Verfügung, in dem die Schülerinnen die Möglichkeit haben die einzelnen Prozessschritte aus der Nähe zu betrachten und verschiedene Einflussgrößen zu untersuchen.

Jahrgangsstufe: 7 - 12